圖示法巧解等效平衡的相關習題

潘雄風

【摘要】等效平衡是化學平衡中的難點，知識比較抽象，考題又經常出現。由于學生對等效平衡的概念又比較模糊，做題往往不知從何下手。因此筆者在講解等效平衡的概念和相關習題教學過程中總結解題模式圖示法，學生很容易接受和掌握。

【關鍵詞】圖示法 等效平衡

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）22-0142-01

一、問題的提出

化學平衡是重要的化學反應原理，屬于高中化學的主干知識，是高考的必考考點，同時也是化學學科核心素養的必備知識，化學平衡知識能夠很好的體現核心素養中“變化觀念與平衡思想”。

我們知道等效平衡分為三種形式，一是恒溫恒容條件下，氣體分子數不等的反應；二是恒溫恒容條件下，氣態分子數相等的反應；三是恒溫恒壓條件下的氣體反應。這部分知識難而且復雜，教師在教學過程中講得很辛苦，學生聽得很累，最后的反饋環節也不讓人滿意。

在實際的教學中，筆者總結出以圖式的方法巧解等效平衡的相關習題，現以恒溫恒容氣態分子數不等的反應為例。

二、圖示法展示等效平衡概念

學生知道化學平衡的建立與反應途徑無關，無論是正方向開始或是從逆方向開始，還是從中間的某個狀態開始，都可以建立平衡。因為筆者在教學過程為了形象表達這個涵義，就舉例說明：好比A點與B點之間有一個花園C，從A或B或是AB中間某一點都可以到達C點，如圖1。為了幫助學生理解，特設計下面例題。

題1在恒溫恒容條件下，按照下列四種情況建立平衡，其中是等效平衡的是_____________

N2 + 3H2 2NH3

①1 mol 3 mol 0 mol

②0 mol 0 mol 2 mol

③0.6 mol 1.8 mol 0.4 mol

④2 mol 6 mol 0 mol

【解析】：①相當于反應從正方向開始，即是起點A，②相當于反應從逆方向開始，即終點B，③等效A、B之間某一點（極值轉換后等同于①），它們都可以建立起平衡狀態（即都可以到達C點），④可相當于D點（且線段AB=線段BD），它建立平衡后的點肯定不是C，因此①②③是等效平衡，④不是。

三、圖示法巧解等效平衡習題

例2：在溫度相同，容積均為2L的3個恒容密閉容器中，按照不同的方式投入反應物，保持恒溫，測得反應達到平衡時有關數據如下：下列說法正確的是（ ）

A.2 p1=2 p3

B.達到平衡時丙中的NH3的體積分數最大

C.α1 + α3 <1

D.Q1 + Q3 = 92.4

【解析】條件：恒溫恒容，合成氨是氣體體積減小的反應，加壓平衡正向移動。

反應物投入量：

很明顯甲、丙二者是等效平衡，假設達到平衡時在C點，圖示如下：

A→B的能量變化Q=92.4kJ，轉化率α=100%

A→C能量變化是Q1，轉化率α1=B→C能量變化為Q2，轉化率α3=

則Q1+Q2=Q=92.4kJ（即是AC+BC=AB）α1+α3=+=1

丙形成的平衡等效，則c1=c3、p1=p3，甲和丙中氨氣的體積分數相同；

乙的投料是甲投料的兩倍。假如轉化率和甲相同，平衡點就到E點（AC=CE）

但是乙中的投料翻倍的同時，終點由B到D（AB=BD），乙中起始壓強也變成原來的兩倍，相對于甲是加壓，加壓平衡正向移動，所以E點還應該繼續往前移到M點。

如果平衡在E點，則轉化率α2===α1，AE=2AC即Q2=2Q1，c2=2c1，p2=2p1

實際平衡在M點，α2=>即是α2>α1，AM>2AC即Q2>2Q1，c2>2c1；壓強增大平衡向氣體體積減小方向移動，所以p2<2p1，因此答案ABC錯，D對。

通過畫圖表示反應的進程，可以讓抽象的平衡問題變得簡單和直觀，學生更好理解和掌握。

四、結束語

等效平衡是化學平衡這個難點知識中的難點，知識比較抽象難懂，因此教師在教學過程要能夠提出一些解題的模型，采用圖示的方法，方便學生更加直觀的理解，幫助學生更好的解決類似的等效平衡的題型。

參考文獻：

[1]張煜.等效平衡解題模式探討[J].當代教育實踐與教學研究，2016（7）：170.